JP2001305082A - Ｘ線光電子分光装置のアナライザ透過関数の決定方法 - Google Patents
Ｘ線光電子分光装置のアナライザ透過関数の決定方法Info
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- JP2001305082A JP2001305082A JP2000124635A JP2000124635A JP2001305082A JP 2001305082 A JP2001305082 A JP 2001305082A JP 2000124635 A JP2000124635 A JP 2000124635A JP 2000124635 A JP2000124635 A JP 2000124635A JP 2001305082 A JP2001305082 A JP 2001305082A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ＸＰＳのアナライザ透過関数を精度よく定め
る。 【解決手段】炭酸ナトリウムＮａ2ＣＯ3 を試料とし
て、ＭｇＫα線と、ＡｌＫα線の２つのＸ線を照射して
２つのエネルギースペクトルを得、その２つのエネルギ
ースペクトルの中のＮａ１ｓ、Ｃ１ｓ、Ｏ１ｓ、Ｎａ２
ｓの４つのピークに着目して、これらのピーク強度を測
定し、測定したピーク強度と、着目したピークの元素の
組成比と、相対感度係数とに基づいて８つのピーク位置
での透過関数値を求め、それら求めた８個の透過関数値
に基づいて滑らかな透過関数を定める。
る。 【解決手段】炭酸ナトリウムＮａ2ＣＯ3 を試料とし
て、ＭｇＫα線と、ＡｌＫα線の２つのＸ線を照射して
２つのエネルギースペクトルを得、その２つのエネルギ
ースペクトルの中のＮａ１ｓ、Ｃ１ｓ、Ｏ１ｓ、Ｎａ２
ｓの４つのピークに着目して、これらのピーク強度を測
定し、測定したピーク強度と、着目したピークの元素の
組成比と、相対感度係数とに基づいて８つのピーク位置
での透過関数値を求め、それら求めた８個の透過関数値
に基づいて滑らかな透過関数を定める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線光電子分光装
置（ＸＰＳ）で測定したスペクトルに基づいて定量計算
を行う場合に用いるアナライザ透過関数を決定する方法
に関する。
置（ＸＰＳ）で測定したスペクトルに基づいて定量計算
を行う場合に用いるアナライザ透過関数を決定する方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＸＰＳは、試料にＸ線を照射し、そのと
きに試料から放出された光電子のエネルギーを検出して
エネルギースペクトルを求め、このエネルギースペクト
ルのピークに関する情報に基づいて元素分析を行うもの
である。図３にＸＰＳの構成例を示す。
きに試料から放出された光電子のエネルギーを検出して
エネルギースペクトルを求め、このエネルギースペクト
ルのピークに関する情報に基づいて元素分析を行うもの
である。図３にＸＰＳの構成例を示す。
【０００３】図３はＸＰＳの概略の構成を示す断面図で
あり、図中、１はＸ線源、２は静電レンズ、３はエネル
ギーアナライザ、４は検出器、Ｓは試料を示す。Ｘ線源
１としては、アルミニウムＡｌのＫα線（エネルギーは
1486ｅＶ）を発生するもの、またはマグネシウムＭｇの
Ｋα線（エネルギーは1253ｅＶ）を発生するものが広く
用いられている。
あり、図中、１はＸ線源、２は静電レンズ、３はエネル
ギーアナライザ、４は検出器、Ｓは試料を示す。Ｘ線源
１としては、アルミニウムＡｌのＫα線（エネルギーは
1486ｅＶ）を発生するもの、またはマグネシウムＭｇの
Ｋα線（エネルギーは1253ｅＶ）を発生するものが広く
用いられている。
【０００４】静電レンズ２は、入射した光電子を減速さ
せる減速場を作るためのものである。エネルギーアナラ
イザ３としては、同心型静電半球アナライザが広く用い
られている。
せる減速場を作るためのものである。エネルギーアナラ
イザ３としては、同心型静電半球アナライザが広く用い
られている。
【０００５】さて、ＸＰＳを用いた測定法には、相対分
解能を一定にして行う方法と、絶対分解能を一定にして
行う方法があるが、後者の方法では、低エネルギー側で
も、高エネルギー側でも一定の分解能となるので、化学
状態を分析する場合には後者の方法による測定が行われ
る。
解能を一定にして行う方法と、絶対分解能を一定にして
行う方法があるが、後者の方法では、低エネルギー側で
も、高エネルギー側でも一定の分解能となるので、化学
状態を分析する場合には後者の方法による測定が行われ
る。
【０００６】そこで、ここでは絶対分解能を一定にして
行う方法について簡単に説明する。この方法による測定
においては、エネルギーアナライザ３を通過する光電子
のエネルギーを定める。このエネルギーをパスエネルギ
ーと称し、ＥP で表すことにする。そして、エネルギー
アナライザ３にはパスエネルギーＥP に対応した電圧を
印加する。この電圧は、エネルギーアナライザ３に入射
するときにパスエネルギーＥP を有する光電子のみがエ
ネルギーアナライザ３の中心軌道を通って検出器４に到
達できる電圧であり、測定中一定に保持される。また、
静電レンズ２に印加する電圧を掃引する。
行う方法について簡単に説明する。この方法による測定
においては、エネルギーアナライザ３を通過する光電子
のエネルギーを定める。このエネルギーをパスエネルギ
ーと称し、ＥP で表すことにする。そして、エネルギー
アナライザ３にはパスエネルギーＥP に対応した電圧を
印加する。この電圧は、エネルギーアナライザ３に入射
するときにパスエネルギーＥP を有する光電子のみがエ
ネルギーアナライザ３の中心軌道を通って検出器４に到
達できる電圧であり、測定中一定に保持される。また、
静電レンズ２に印加する電圧を掃引する。
【０００７】従って、試料Ｓから放出された光電子の運
動エネルギー、即ち静電レンズ２に入射する光電子の運
動エネルギーをＥK 、静電レンズ２で減速されることに
よって失う光電子のエネルギーをＲＶとすると、次の関
係が成り立つ。
動エネルギー、即ち静電レンズ２に入射する光電子の運
動エネルギーをＥK 、静電レンズ２で減速されることに
よって失う光電子のエネルギーをＲＶとすると、次の関
係が成り立つ。
【０００８】ＥP ＝ＥK −ＲＶ …(1) 静電レンズ２の印加電圧を掃引することによって、ＲＶ
が変化するから、種々の運動エネルギーを有する光電子
をエネルギーアナライザ３を通過させて検出器４に導く
ことができる。
が変化するから、種々の運動エネルギーを有する光電子
をエネルギーアナライザ３を通過させて検出器４に導く
ことができる。
【０００９】なお、試料Ｓから放出された光電子の運動
エネルギーＥK は次の式で表されることはよく知られて
いる。
エネルギーＥK は次の式で表されることはよく知られて
いる。
【００１０】ＥK ＝ｈν−ＥB …(2) ここで、ｈνはＸ線のエネルギー、ＥB は当該光電子の
結合エネルギーである。
結合エネルギーである。
【００１１】以上のようであるので、この場合には、Ｘ
線源１からのＸ線が照射されたときに試料Ｓから放出さ
れた光電子は静電レンズ２で減速され、エネルギーアナ
ライザ３に入射するときにパスエネルギーＥP を有する
光電子が検出器４に到達して検出されることになる。こ
のように、静電レンズ２の印加電圧を掃引することによ
って、光電子のエネルギースペクトルを得ることができ
るのである。
線源１からのＸ線が照射されたときに試料Ｓから放出さ
れた光電子は静電レンズ２で減速され、エネルギーアナ
ライザ３に入射するときにパスエネルギーＥP を有する
光電子が検出器４に到達して検出されることになる。こ
のように、静電レンズ２の印加電圧を掃引することによ
って、光電子のエネルギースペクトルを得ることができ
るのである。
【００１２】エネルギースペクトルの例を図４に示す。
図４は、ある試料表面から放出された光電子についての
エネルギスペクトルを示す図であり、図のＰ１、Ｐ２、
Ｐ３、Ｐ４で示すように、試料中に含まれる元素に対応
したエネルギ位置にピークが現れる。試料Ｓから放出さ
れる光電子の運動エネルギーにはある程度の幅があるた
め、エネルギースペクトルは図４に示すように連続スペ
クトルとなる。
図４は、ある試料表面から放出された光電子についての
エネルギスペクトルを示す図であり、図のＰ１、Ｐ２、
Ｐ３、Ｐ４で示すように、試料中に含まれる元素に対応
したエネルギ位置にピークが現れる。試料Ｓから放出さ
れる光電子の運動エネルギーにはある程度の幅があるた
め、エネルギースペクトルは図４に示すように連続スペ
クトルとなる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】図４に示すようなエネ
ルギースペクトルにおけるスペクトル強度は、試料に含
まれる個々の元素の濃度を示している。図４ではＰ１の
ピークが一番大きな強度を有しているが、このことは、
ピークＰ１に対応した運動エネルギーを有する元素が多
く存在することを示唆している。従って、各ピークの面
積を求めることによって、各元素の濃度を定量すること
が可能となる。
ルギースペクトルにおけるスペクトル強度は、試料に含
まれる個々の元素の濃度を示している。図４ではＰ１の
ピークが一番大きな強度を有しているが、このことは、
ピークＰ１に対応した運動エネルギーを有する元素が多
く存在することを示唆している。従って、各ピークの面
積を求めることによって、各元素の濃度を定量すること
が可能となる。
【００１４】しかし、試料中の元素濃度と、ピークの面
積の関係は線形ではない。即ち、ピークの面積が一番大
きいからといって、その元素の濃度が一番高いというこ
とはできないのである。これは、光電子の励起のし易さ
が異なるためである。
積の関係は線形ではない。即ち、ピークの面積が一番大
きいからといって、その元素の濃度が一番高いというこ
とはできないのである。これは、光電子の励起のし易さ
が異なるためである。
【００１５】このように、個々の原子毎に光電子の放出
し易さが異なるため、定量分析を行うためには、光電子
の放出し易さを考慮した補正が必要となる。この補正を
行うために用いるのが相対感度因子（ＲＳＦ）である。
なお、相対感度因子ＲＳＦは次のように定義される。 ＲＳＦ＝σ・λ・Ｔ・β …(3) ここで、σは光イオン化断面積であり、光電子の発生確
率に関するファクターである。λは非弾性散乱平均自由
行程（ＩＭＦＰ）、Ｔはアナライザ透過関数（以下、単
に透過関数と称す）である。また、βは非対称パラメー
タであり、Ｘ線が照射されたときの光電子の発生のし易
さに関するファクターである。なお、ＩＭＦＰλは、脱
出深さと称されることもある。
し易さが異なるため、定量分析を行うためには、光電子
の放出し易さを考慮した補正が必要となる。この補正を
行うために用いるのが相対感度因子（ＲＳＦ）である。
なお、相対感度因子ＲＳＦは次のように定義される。 ＲＳＦ＝σ・λ・Ｔ・β …(3) ここで、σは光イオン化断面積であり、光電子の発生確
率に関するファクターである。λは非弾性散乱平均自由
行程（ＩＭＦＰ）、Ｔはアナライザ透過関数（以下、単
に透過関数と称す）である。また、βは非対称パラメー
タであり、Ｘ線が照射されたときの光電子の発生のし易
さに関するファクターである。なお、ＩＭＦＰλは、脱
出深さと称されることもある。
【００１６】このように、エネルギースペクトルから試
料中の元素の濃度を定量するためには相対感度因子ＲＳ
Ｆが分からなければならず、相対感度因子ＲＳＦが分か
るためには、光イオン化断面積σ、ＩＭＦＰλ、透過関
数Ｔ、非対称パラメータβの４つのファクターが分から
なければならない。
料中の元素の濃度を定量するためには相対感度因子ＲＳ
Ｆが分からなければならず、相対感度因子ＲＳＦが分か
るためには、光イオン化断面積σ、ＩＭＦＰλ、透過関
数Ｔ、非対称パラメータβの４つのファクターが分から
なければならない。
【００１７】これらの４つのファクターのうち、光イオ
ン化断面積σの値はスコフィールド（Scofield）のテー
ブルを用いて求めることができ、ＩＭＦＰλは田沼等に
よって定式化されている式を用いて求めることができ、
非対称パラメータβは周知のテーブルを用いて求めるこ
とができるので、残るのは透過関数Ｔということにな
る。
ン化断面積σの値はスコフィールド（Scofield）のテー
ブルを用いて求めることができ、ＩＭＦＰλは田沼等に
よって定式化されている式を用いて求めることができ、
非対称パラメータβは周知のテーブルを用いて求めるこ
とができるので、残るのは透過関数Ｔということにな
る。
【００１８】ところで、一般的には、透過関数Ｔについ
ては、ＸＰＳのメーカーから提供される。このメーカー
から提供される透過関数Ｔは物理的定数として理論的に
求めたものである。しかし、透過関数ＴはＸＰＳの装置
毎に異なっており、また経年変化する。従って、メーカ
ーから提供された透過関数Ｔをいつもそのまま使うこと
は望ましいものではなく、より正確に元素の定量を行う
ためには、透過関数ＴをＸＰＳの装置毎に精度よく求め
なければならない。
ては、ＸＰＳのメーカーから提供される。このメーカー
から提供される透過関数Ｔは物理的定数として理論的に
求めたものである。しかし、透過関数ＴはＸＰＳの装置
毎に異なっており、また経年変化する。従って、メーカ
ーから提供された透過関数Ｔをいつもそのまま使うこと
は望ましいものではなく、より正確に元素の定量を行う
ためには、透過関数ＴをＸＰＳの装置毎に精度よく求め
なければならない。
【００１９】そこで、本発明は、使用するＸＰＳについ
て、透過関数Ｔを精度よく求めることができる方法を提
供することを目的とするものである。
て、透過関数Ｔを精度よく求めることができる方法を提
供することを目的とするものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係るＸ線光電子分光装置のアナライザ透
過関数の決定方法は、炭酸ナトリウムＮａ2ＣＯ3 を試
料として、所定のＸ線を照射してエネルギースペクトル
を得、そのエネルギースペクトルの中の各元素のｓ軌道
に起因するピークに着目して、これらのピーク強度を測
定し、測定したピーク強度と、着目したピークの元素の
組成比と、相対感度係数とに基づいてピーク強度を測定
したピーク位置での透過関数値を求め、それら求めた透
過関数値に基づいて滑らかなアナライザ透過関数を定め
ることを特徴とする。
めに、本発明に係るＸ線光電子分光装置のアナライザ透
過関数の決定方法は、炭酸ナトリウムＮａ2ＣＯ3 を試
料として、所定のＸ線を照射してエネルギースペクトル
を得、そのエネルギースペクトルの中の各元素のｓ軌道
に起因するピークに着目して、これらのピーク強度を測
定し、測定したピーク強度と、着目したピークの元素の
組成比と、相対感度係数とに基づいてピーク強度を測定
したピーク位置での透過関数値を求め、それら求めた透
過関数値に基づいて滑らかなアナライザ透過関数を定め
ることを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ発明の実
施の形態について説明する。 ［ステップ１］まず、試料を用意する。ここでは、試料
として、高純度の炭酸ナトリウムＮａ 2ＣＯ3 の粉末を
アルミニウム製の容器に詰め込み、表面を平滑化したも
のを用いる。炭酸ナトリウムの粉末をアルミニウム製の
容器に詰め込んで表面を平滑化するのは、この試料を測
定中に下地等のノイズとなるシグナルが放出されないよ
うにするためである。なお、この試料は粉末であるた
め、元素の表面偏析が発生せず、従って、測定で得られ
たエネルギースペクトルのピーク強度には、光電子の運
動エネルギーの違いによるＩＭＦＰの相違が反映される
ことはないものである。また、この試料については、電
子プローブＸ線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）等の分
析装置により、ナトリウムＮａと、炭素Ｃと、酸素Ｏの
組成比は、Ｎａ：Ｃ：Ｏ＝２：１：３であることが確認
されているものとする。
施の形態について説明する。 ［ステップ１］まず、試料を用意する。ここでは、試料
として、高純度の炭酸ナトリウムＮａ 2ＣＯ3 の粉末を
アルミニウム製の容器に詰め込み、表面を平滑化したも
のを用いる。炭酸ナトリウムの粉末をアルミニウム製の
容器に詰め込んで表面を平滑化するのは、この試料を測
定中に下地等のノイズとなるシグナルが放出されないよ
うにするためである。なお、この試料は粉末であるた
め、元素の表面偏析が発生せず、従って、測定で得られ
たエネルギースペクトルのピーク強度には、光電子の運
動エネルギーの違いによるＩＭＦＰの相違が反映される
ことはないものである。また、この試料については、電
子プローブＸ線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）等の分
析装置により、ナトリウムＮａと、炭素Ｃと、酸素Ｏの
組成比は、Ｎａ：Ｃ：Ｏ＝２：１：３であることが確認
されているものとする。
【００２２】［ステップ２］次に、上記の試料をＸＰＳ
にセットし、Ｘ線を照射して測定を行い、エネルギース
ペクトルを得る。Ｘ線としては、アルミニウムＡｌのＫ
α線（以下、ＭｇＫα線と記す）と、マグネシウムＭｇ
のＫα線（以下、ＡｌＫα線と記す）の２つを用いる。
即ち、まず一方のＸ線を照射して測定を行って１つのエ
ネルギースペクトルを得、次にもう一方のＸ線を照射し
て測定を行ってもう一つのエネルギースペクトルを得
る。なお、エネルギーアナライザのパスエネルギーは適
宜な値としてよいが、パスエネルギーを何段階かに変化
させて、その都度２つのＸ線で測定を行うのがよい。こ
れは、後述するところから明らかなように、パスエネル
ギーによって透過関数の値が異なってくるからである。
にセットし、Ｘ線を照射して測定を行い、エネルギース
ペクトルを得る。Ｘ線としては、アルミニウムＡｌのＫ
α線（以下、ＭｇＫα線と記す）と、マグネシウムＭｇ
のＫα線（以下、ＡｌＫα線と記す）の２つを用いる。
即ち、まず一方のＸ線を照射して測定を行って１つのエ
ネルギースペクトルを得、次にもう一方のＸ線を照射し
て測定を行ってもう一つのエネルギースペクトルを得
る。なお、エネルギーアナライザのパスエネルギーは適
宜な値としてよいが、パスエネルギーを何段階かに変化
させて、その都度２つのＸ線で測定を行うのがよい。こ
れは、後述するところから明らかなように、パスエネル
ギーによって透過関数の値が異なってくるからである。
【００２３】このとき得られたエネルギースペクトルの
例を図１に示す。図１において、（イ）で示すエネルギ
ースペクトルはＸ線としてＭｇＫα線を用いた場合のエ
ネルギースペクトルであり、（ロ）で示すエネルギース
ペクトルはＸ線としてＡｌＫα線を用いた場合のエネル
ギースペクトルである。ＭｇＫα線を用いた場合と、Ａ
ｌＫα線を用いた場合とでエネルギースペクトルがずれ
ているのは、ＡｌＫα線のエネルギーがＭｇＫα線のエ
ネルギーより 233ｅＶだけ大きいことに因っている。
例を図１に示す。図１において、（イ）で示すエネルギ
ースペクトルはＸ線としてＭｇＫα線を用いた場合のエ
ネルギースペクトルであり、（ロ）で示すエネルギース
ペクトルはＸ線としてＡｌＫα線を用いた場合のエネル
ギースペクトルである。ＭｇＫα線を用いた場合と、Ａ
ｌＫα線を用いた場合とでエネルギースペクトルがずれ
ているのは、ＡｌＫα線のエネルギーがＭｇＫα線のエ
ネルギーより 233ｅＶだけ大きいことに因っている。
【００２４】［ステップ３］次に、ＭｇＫα線を用いた
場合のエネルギースペクトルと、ＡｌＫα線を用いた場
合のエネルギースペクトルのそれぞれにおいて、各元素
のｓ軌道に起因するピーク、具体的には、Ｎａ１ｓ、Ｃ
１ｓ、Ｏ１ｓ、Ｎａ２ｓの４つのピークに着目して、そ
れらのピークのピーク強度を測定する。ここで、測定す
るピーク強度は、これら４つのピークの先頭値でもよ
く、ピークの面積値でもよい。上述したように、実際に
得られるエネルギースペクトルは線スペクトルではな
く、連続スペクトルであるので、ピークの面積を以てピ
ーク強度とするのがよい。従って、ここでは上記のピー
クの面積値を測定し、それをピーク強度とすることにす
る。
場合のエネルギースペクトルと、ＡｌＫα線を用いた場
合のエネルギースペクトルのそれぞれにおいて、各元素
のｓ軌道に起因するピーク、具体的には、Ｎａ１ｓ、Ｃ
１ｓ、Ｏ１ｓ、Ｎａ２ｓの４つのピークに着目して、そ
れらのピークのピーク強度を測定する。ここで、測定す
るピーク強度は、これら４つのピークの先頭値でもよ
く、ピークの面積値でもよい。上述したように、実際に
得られるエネルギースペクトルは線スペクトルではな
く、連続スペクトルであるので、ピークの面積を以てピ
ーク強度とするのがよい。従って、ここでは上記のピー
クの面積値を測定し、それをピーク強度とすることにす
る。
【００２５】このピーク強度を測定するに際してはピー
クのバックグラウンドを除去しておくことは当然であ
る。なお、周知の事項ではあるが、Ｎａ１ｓのピークと
は、Ｎａの１ｓ軌道から放出された光電子に対応するピ
ークである。その他についても同様である。そして、こ
れらの光電子の運動エネルギーは、試料に照射するＸ線
のエネルギーが定まれば一義的に定まるから、測定して
得られた２つのエネルギースペクトルから、それぞれ、
上記４つのピーク強度を特定して、ピーク強度を測定す
ることができる。これによって、８つの運動エネルギー
値についてのピーク強度が得られることになる。
クのバックグラウンドを除去しておくことは当然であ
る。なお、周知の事項ではあるが、Ｎａ１ｓのピークと
は、Ｎａの１ｓ軌道から放出された光電子に対応するピ
ークである。その他についても同様である。そして、こ
れらの光電子の運動エネルギーは、試料に照射するＸ線
のエネルギーが定まれば一義的に定まるから、測定して
得られた２つのエネルギースペクトルから、それぞれ、
上記４つのピーク強度を特定して、ピーク強度を測定す
ることができる。これによって、８つの運動エネルギー
値についてのピーク強度が得られることになる。
【００２６】［ステップ４］さて、エネルギースペクト
ルの中の、ある元素のピークに着目した場合、当該ピー
クのピーク強度は次の式で表されることが知られている
（この点に関しては、例えば、特開２０００−３９４１
１号公報参照）。
ルの中の、ある元素のピークに着目した場合、当該ピー
クのピーク強度は次の式で表されることが知られている
（この点に関しては、例えば、特開２０００−３９４１
１号公報参照）。
【００２７】 （測定されたピーク強度） ＝（元素濃度）×（相対感度係数）×（透過関数値） …(4) ここで、相対感度係数は、当該元素についての光電子の
発生のし易さを示す相対的なファクターであり、透過関
数値は当該ピークの運動エネルギー値における透過関数
の値である。
発生のし易さを示す相対的なファクターであり、透過関
数値は当該ピークの運動エネルギー値における透過関数
の値である。
【００２８】ところで、(4)式の相対感度係数は光電子
の発生のし易さを示す相対的なファクターであるが、上
述したところから明らかなように、光電子の発生のし易
さに係るファクターとしては、光イオン化断面積σと、
ＩＭＦＰλと、非対称パラメータβの３つのファクター
があり、この相対感度係数は、具体的にはこれら３つの
ファクターの積で表すことができる。即ち、 相対感度係数＝σ・λ・β …(5) また、ＸＰＳで定量される元素の濃度は相対的な濃度で
あるから、(4)式の元素濃度は元素の組成比で置き換え
ることができる。従って、ＸＰＳにおいては、 （測定されたピーク強度） ＝（元素組成比）×（相対感度係数）×（透過関数値） …(6) が成り立つことになる。
の発生のし易さを示す相対的なファクターであるが、上
述したところから明らかなように、光電子の発生のし易
さに係るファクターとしては、光イオン化断面積σと、
ＩＭＦＰλと、非対称パラメータβの３つのファクター
があり、この相対感度係数は、具体的にはこれら３つの
ファクターの積で表すことができる。即ち、 相対感度係数＝σ・λ・β …(5) また、ＸＰＳで定量される元素の濃度は相対的な濃度で
あるから、(4)式の元素濃度は元素の組成比で置き換え
ることができる。従って、ＸＰＳにおいては、 （測定されたピーク強度） ＝（元素組成比）×（相対感度係数）×（透過関数値） …(6) が成り立つことになる。
【００２９】従って、ステップ３で測定したピーク強度
の値、当該元素の元素組成比、及び当該元素の当該ピー
クの運動エネルギー値における相対感度係数を用いれ
ば、 （透過関数値） ＝（測定されたピーク強度）／（（元素組成比）×（相対感度係数）） …(7 ) から、当該ピークの運動エネルギー値における透過関数
値を求めることができる。
の値、当該元素の元素組成比、及び当該元素の当該ピー
クの運動エネルギー値における相対感度係数を用いれ
ば、 （透過関数値） ＝（測定されたピーク強度）／（（元素組成比）×（相対感度係数）） …(7 ) から、当該ピークの運動エネルギー値における透過関数
値を求めることができる。
【００３０】例えば、ＭｇＫα線を用いた場合のＮａ１
ｓのピークについて着目すると、このピーク強度は測定
されているので既知であり、Ｎａの組成比は、Ｎａ：
Ｃ：Ｏ＝２：１：３であることから知ることができ、相
対感度係数を構成する光イオン化断面積σはスコフィー
ルドのテーブルから求めることができ、ＩＭＦＰλは田
沼等の式によって求めることができ、更に、非対称パラ
メータβについては、ｓ軌道から放出された光電子に関
してはβ＝１となることが知られているから、当該ピー
クの運動エネルギー値における透過関数値が求められ
る。
ｓのピークについて着目すると、このピーク強度は測定
されているので既知であり、Ｎａの組成比は、Ｎａ：
Ｃ：Ｏ＝２：１：３であることから知ることができ、相
対感度係数を構成する光イオン化断面積σはスコフィー
ルドのテーブルから求めることができ、ＩＭＦＰλは田
沼等の式によって求めることができ、更に、非対称パラ
メータβについては、ｓ軌道から放出された光電子に関
してはβ＝１となることが知られているから、当該ピー
クの運動エネルギー値における透過関数値が求められ
る。
【００３１】以上の計算を８つの測定されたピーク強度
について行う。これによって、８つの運動エネルギー値
における透過関数値が求められる。
について行う。これによって、８つの運動エネルギー値
における透過関数値が求められる。
【００３２】［ステップ５］次に、求めた８個の透過関
数値に基づいて滑らかな透過関数を定める。具体的には
次のようである。例えば、横軸に光電子の運動エネルギ
ー、縦軸に透過関数値をとって、ステップ４で求めた８
個の透過関数値をプロットし、それらの８個の点を結ぶ
ように滑らかな曲線を定める。これが求めるべき透過関
数となる。この曲線としては、例えば、平滑化スプライ
ン曲線を用いればよい。
数値に基づいて滑らかな透過関数を定める。具体的には
次のようである。例えば、横軸に光電子の運動エネルギ
ー、縦軸に透過関数値をとって、ステップ４で求めた８
個の透過関数値をプロットし、それらの８個の点を結ぶ
ように滑らかな曲線を定める。これが求めるべき透過関
数となる。この曲線としては、例えば、平滑化スプライ
ン曲線を用いればよい。
【００３３】従って、この曲線から、所望の運動エネル
ギー値における透過関数値を求めることができることに
なる。また、この曲線を、運動エネルギーを変数として
定式化することも可能であり、この式に運動エネルギー
値を代入することで、その運動エネルギー値での透過関
数値を求めることができる。
ギー値における透過関数値を求めることができることに
なる。また、この曲線を、運動エネルギーを変数として
定式化することも可能であり、この式に運動エネルギー
値を代入することで、その運動エネルギー値での透過関
数値を求めることができる。
【００３４】以上の操作により求めた透過関数の例を図
２に示す。図２には、パスエネルギーＥP を10ｅＶにし
た場合と、20ｅＶにした場合の２つの場合の透過関数を
示している。また、図２の横軸は結合エネルギーとして
いる。結合エネルギーと運動エネルギーの関係は(2)式
で表されるから、横軸を運動エネルギーで表すことは可
能である。
２に示す。図２には、パスエネルギーＥP を10ｅＶにし
た場合と、20ｅＶにした場合の２つの場合の透過関数を
示している。また、図２の横軸は結合エネルギーとして
いる。結合エネルギーと運動エネルギーの関係は(2)式
で表されるから、横軸を運動エネルギーで表すことは可
能である。
【００３５】以上のようにして求めた透過関数を実際の
測定に用いると従来より精度よく定量することができ
た。実際、ＴｉＳｉ（組成比はＴｉ：Ｓｉ＝1：2.8）を
試料として定量を試みたところ、従来の手法を用いた場
合には組成比はＴｉ：Ｓｉ＝2：17であったが、図２に
示す透過関数を用いて相対感度因子ＲＳＦを定めて定量
すると、Ｔｉ：Ｓｉ＝1：2.72となり、本来の組成比と
良い一致を示した。
測定に用いると従来より精度よく定量することができ
た。実際、ＴｉＳｉ（組成比はＴｉ：Ｓｉ＝1：2.8）を
試料として定量を試みたところ、従来の手法を用いた場
合には組成比はＴｉ：Ｓｉ＝2：17であったが、図２に
示す透過関数を用いて相対感度因子ＲＳＦを定めて定量
すると、Ｔｉ：Ｓｉ＝1：2.72となり、本来の組成比と
良い一致を示した。
【００３６】なお、透過関数を決定するために用いる試
料としては、組成が均一で、Ｘ線照射時に変形しない試
料であればよいが、この条件を満たす試料は今のところ
Ｎａ 2ＣＯ3 以外に見いだされていない。
料としては、組成が均一で、Ｘ線照射時に変形しない試
料であればよいが、この条件を満たす試料は今のところ
Ｎａ 2ＣＯ3 以外に見いだされていない。
【００３７】以上のように、この透過関数の決定方法に
よれば、炭酸ナトリウムＮａ2ＣＯ3を試料として、Ｍｇ
Ｋα線と、ＡｌＫα線の２つのＸ線を照射して２つのエ
ネルギースペクトルを得、その２つのエネルギースペク
トルの中の各元素のｓ軌道に起因するピーク、具体的に
はＮａ１ｓ、Ｃ１ｓ、Ｏ１ｓ、Ｎａ２ｓの４つのピーク
に着目して、これらのピーク強度を測定し、測定したピ
ーク強度と、着目したピークの元素の組成比と、相対感
度係数とに基づいて８つのピーク位置での透過関数値を
求め、それら求めた８個の透過関数値に基づいて滑らか
な透過関数を定めるという操作を行えばよいので、容易
に、しかも精度よく透過関数を求めることが可能であ
る。
よれば、炭酸ナトリウムＮａ2ＣＯ3を試料として、Ｍｇ
Ｋα線と、ＡｌＫα線の２つのＸ線を照射して２つのエ
ネルギースペクトルを得、その２つのエネルギースペク
トルの中の各元素のｓ軌道に起因するピーク、具体的に
はＮａ１ｓ、Ｃ１ｓ、Ｏ１ｓ、Ｎａ２ｓの４つのピーク
に着目して、これらのピーク強度を測定し、測定したピ
ーク強度と、着目したピークの元素の組成比と、相対感
度係数とに基づいて８つのピーク位置での透過関数値を
求め、それら求めた８個の透過関数値に基づいて滑らか
な透過関数を定めるという操作を行えばよいので、容易
に、しかも精度よく透過関数を求めることが可能であ
る。
【００３８】なお、上記の説明では、Ｘ線として、Ｍｇ
Ｋα線と、ＡｌＫα線の２種類用いたが、原理的には、
１つのＸ線だけでもよい。しかし、１つのＸ線しか用い
ない場合には透過関数を定めるためのデータは４個であ
るのに対して、２種類のＸ線を用いれば８個のデータを
得ることができ、精度をより向上させることができる。
そこで、上記の実施形態では２種類のＸ線を用いている
のである。
Ｋα線と、ＡｌＫα線の２種類用いたが、原理的には、
１つのＸ線だけでもよい。しかし、１つのＸ線しか用い
ない場合には透過関数を定めるためのデータは４個であ
るのに対して、２種類のＸ線を用いれば８個のデータを
得ることができ、精度をより向上させることができる。
そこで、上記の実施形態では２種類のＸ線を用いている
のである。
【図１】Ｎａ2ＣＯ3 にＭｇＫα線を照射したときのエ
ネルギースペクトルと、ＡｌＫα線を照射したときのエ
ネルギースペクトルの例を示す図である。
ネルギースペクトルと、ＡｌＫα線を照射したときのエ
ネルギースペクトルの例を示す図である。
【図２】求めた透過関数の例を示す図である。
【図３】ＸＰＳの概略の構成を示す断面図である。
【図４】ＸＰＳで得られたエネルギースペクトルの例を
示す図である。
示す図である。
１…Ｘ線源、２…静電レンズ、３…エネルギーアナライ
ザ、４…検出器、Ｓ…試料。
ザ、４…検出器、Ｓ…試料。
Claims (1)
- 【請求項１】炭酸ナトリウムＮａ2ＣＯ3 を試料とし
て、所定のＸ線を照射してエネルギースペクトルを得、
そのエネルギースペクトルの中の各元素のｓ軌道に起因
するピークに着目して、これらのピーク強度を測定し、
測定したピーク強度と、着目したピークの元素の組成比
と、相対感度係数とに基づいてピーク強度を測定したピ
ーク位置での透過関数値を求め、それら求めた透過関数
値に基づいて滑らかなアナライザ透過関数を定めること
を特徴とするＸ線光電子分光装置のアナライザ透過関数
の決定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000124635A JP2001305082A (ja) | 2000-04-25 | 2000-04-25 | Ｘ線光電子分光装置のアナライザ透過関数の決定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000124635A JP2001305082A (ja) | 2000-04-25 | 2000-04-25 | Ｘ線光電子分光装置のアナライザ透過関数の決定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001305082A true JP2001305082A (ja) | 2001-10-31 |
Family
ID=18634731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000124635A Withdrawn JP2001305082A (ja) | 2000-04-25 | 2000-04-25 | Ｘ線光電子分光装置のアナライザ透過関数の決定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001305082A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011247870A (ja) * | 2010-04-28 | 2011-12-08 | Hamamatsu Photonics Kk | Ｘ線光電子分光装置およびｘ線光電子分光方法 |
-
2000
- 2000-04-25 JP JP2000124635A patent/JP2001305082A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011247870A (ja) * | 2010-04-28 | 2011-12-08 | Hamamatsu Photonics Kk | Ｘ線光電子分光装置およびｘ線光電子分光方法 |
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|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070703 |